Дослідники з Мічиганського університету розробили модель для вивчення одного типу сімейної епілепсії, відкриваючи двері до розуміння — і, зрештою, націлених — на механізми, які призводять до розладу та пов’язаних із ним летальних наслідків. Дослідження, опубліковане в журналі Annals of Neurology, вже виявило важливу інформацію про взаємодію між диханням, частотою серцевих скорочень і мозковою активністю під час летальних нападів.
Мутації в гені під назвою DEPDC5 є поширеною причиною сімейної вогнищевої епілепсії та підвищують ризик раптової несподіваної смерті при епілепсії (SUDEP), руйнівному наслідку епілепсії, який займає друге місце після інсульту в потенційно втрачених роках життя через неврологічні захворювання. Але вчені не змогли визначити основні процеси, які призводять до SUDEP при епілепсії, пов’язаній з DEPDC5.
«Без чіткого розуміння точних механізмів, які керують SUDEP, надзвичайно важко передбачити його появу у пацієнтів», — сказав Юй Ван, доцент кафедри неврології в Медичній школі UM, який також працює з пацієнтами з епілепсією в Michigan Medicine. «Наявність точної моделі, яку ми можемо вивчати на молекулярному рівні, має важливе значення для розуміння складної патофізіології цього стану та визначення терапевтичних цілей».
Модельні організми є важливим інструментом для отримання уявлень про здоров’я людини та хвороби, які мають значні наслідки для лікування пацієнтів. Розуміючи, як генетична мутація змінює діяльність клітин або навіть зв’язок між різними системами в організмі, дослідники можуть виявити конкретні білки, наприклад, для цільової терапії. Однак на сьогодні в галузі не вистачало точної тваринної моделі епілепсії, пов’язаної з DEPDC5.
Тепер команда на чолі з Вангом і нейробиологом UM Peng Li точно повторила модель епілепсії, пов’язаної з DEPDC5, у модельному організмі ссавців, дозволяючи дослідникам краще зрозуміти, що відбувається в пацієнтів з епілепсією, пов’язаною з DEPDC5, і що призводить до їх підвищеного ризику.
«Ця генетична модель пропонує нам спосіб додатково перевірити, що спричиняє фізичні зміни, які відбуваються перед SUDEP, і що спричиняє епілепсію», — сказав Лі, викладач Інституту наук про життя UM та доцент кафедри молекулярних та інтегративних досліджень. фізіології в медичній школі УМ. «Це допоможе нам справді зосередитися на типах клітин, які постраждали, а потім з’ясувати — і, зрештою, націлитися — на молекулярні шляхи, що викликають ці зміни».
За допомогою цієї моделі команда виявила унікальну закономірність смертельних нападів, пов’язаних із DEPDC5.
Починається з дихання
Після того, як вони визначили, що тварини ретельно повторюють характеристики, виявлені у людей з епілепсією, пов’язаною з DEPDC5, включаючи тип і частоту нападів і приблизний вік, коли в середньому виникає SUDEP, дослідники почали записувати дані про їх дихання, серцеву функцію. і активність нейронів. Їхньою метою було зібрати базову інформацію про здоров’я тварин, а також спостерігати, як ці функції змінюються під час природних судом.
У випадках смертельних нападів частота дихання тварин значно збільшувалася, навіть до зміни частоти серцевих скорочень або електричної активності мозку, а потім повністю припинялася. Коли напади закінчилися, частота серцевих скорочень відновилася, але дихання повністю припинилося і не відновилося, що призвело до смертельної нестачі кисню.
Дослідники також виявили порушення дихання під час нефатальних судом і навіть у базовій частоті дихання тварин. Команда вважає, що ці результати вказують на дефект у ланцюзі контролю дихання мозку, який робить тварин більш вразливими під час нападів, що може сприяти підвищенню рівня SUDEP при епілепсії, пов’язаній з DEPDC5.
«Схоже, що дихання є першою фізіологічною функцією, яка порушується при епілепсії, ще до того, як ми можемо виявити будь-які зміни в електричній активності в мозку», — сказав Лі, який також є доцентом кафедри біологічних і матеріалознавчих наук Школи стоматології UM. «Ці результати натякають як на потенційне лікування — вентиляцію тварин під час епілепсії, щоб відновити дихання — так і на потенційний біомаркер для прогнозування ризику розвитку SUDEP у пацієнтів з епілепсією».
Джек Парент, співдиректор Центру всебічної епілепсії Мічіганської медицини та один зі співавторів дослідження, сказав, що SUDEP є ускладненням епілепсії, якого найбільше бояться пацієнти та сім’ї.
«Ця робота дає їм певну надію на те, що дослідження епілепсії досягають прогресу в розумінні механізмів SUDEP, ідентифікації потенційних біомаркерів для тих, хто знаходиться в групі ризику, і розробки заходів для запобігання цим катастрофічним подіям», — сказав він. Джерело